Главная      Учебники - Производство     Лекции по производству - часть 4

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  105  106  107   ..

 

 

Расчет технологической детали "Втулка"

Расчет технологической детали "Втулка"

Химический элемент

%

Кремний (Si)

0.17-0.37

Медь (Cu), не более

0.30

Марганец (Mn)

0.50-0.80

Никель (Ni), не более

0.30

Фосфор (P), не более

0.035

Хром (Cr)

0.80-1.10

Сера (S), не более

0.035

Термообработка, состояние поставки

Сечение, мм

0,2

B

5

, %

KCU, Дж/м2

HB

Пруток. Закалка 860 °С, масло. Отпуск 500 °С, вода или масло

25

780

980

10

45

59

-

Поковки. Нормализация. КП 245

500-800

245

470

15

30

34

143-179

Поковки. Нормализация. КП 275

300-500

275

530

15

32

29

156-197

Поковки. Закалка, отпуск. КП 275

500-800

275

530

13

30

29

156-197

Поковки. Нормализация. КП 315

<100

315

570

17

38

39

167-207

Поковки. Нормализация. КП 315

100-300

315

570

14

35

34

167-207

Поковки. Закалка, отпуск. КП 315

300-500

315

570

12

30

29

167-207

Поковки. Закалка, отпуск. КП 315

500-800

315

570

11

30

29

167-207

Поковки. Нормализация. КП 345

<100

345

590

18

45

59

174-217

Поковки. Нормализация. КП 345

100-300

345

590

17

40

54

174-217

Поковки. Закалка, отпуск. КП 345

300-500

345

590

14

38

49

174-217

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

<100

395

615

17

45

59

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

100-300

395

615

15

40

54

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 395

300-500

395

615

13

35

49

187-229

Поковки. Закалка, отпуск. КП 440

<100

440

635

16

45

59

197-235

Поковки. Закалка, отпуск. КП 440

100-300

440

635

14

40

54

197-235

Поковки. Закалка, отпуск. КП 490

<100

490

655

16

45

59

212-248

Поковки. Закалка, отпуск. КП 490

100-300

490

655

13

40

54

212-248

t испытания, °C

0,2

B

5

, %

KCU, Дж/м2

Закалка 830 °С, масло. Отпуск 550 °С

200

700

880

15

42

118

300

680

870

17

58

400

610

690

18

68

98

500

430

490

21

80

78

Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм кованый и отожженный. Скорость деформирования 5 мм/мин, скорость деформации 0,002 1/с.

700

140

175

33

78

800

54

98

59

98

900

41

69

65

100

1000

24

43

68

100

1100

11

26

68

100

1200

11

24

70

100

t отпуска, °С

0,2

B

5

, %

KCU, Дж/м2

HB

Закалка 850 °С, вода

200

1560

1760

8

35

29

552

300

1390

1610

8

35

20

498

400

1180

1320

9

40

49

417

500

910

1150

11

49

69

326

600

720

860

14

60

147

265

Сечение, мм

0,2

B

5

, %

KCU, Дж/м2

HB

Закалка 840-860 °С, вода, масло. Отпуск 580-650 °С, вода, воздух.

101-200

490

655

15

45

59

212-248

201-300

440

635

14

40

54

197-235

301-500

345

590

14

38

49

174-217

Критическая точка

°С

Ac1

743

Ac3

815

Ar3

730

Ar1

693

Mn

325

Состояние поставки, термообработка

+20

-25

-40

-70

Закалка 850 С, масло. Отпуск 650 С.

160

148

107

85

Закалка 850 С, масло. Отпуск 580 С.

91

82

-

54

-1

-1

n

B

0,2

Термообработка, состояние стали

363

-

1Е+6

690

-

-

470

-

1Е+6

940

-

-

509

-

960

870

-

333

240

5Е+6

690

-

-

372

-

-

-

-

Закалка 860 С, масло, отпуск 550 С.

Температура испытания, °С

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

214

211

206

203

185

176

164

143

132

-

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

85

83

81

78

71

68

63

55

50

-

Плотность, pn, кг/см3

7850

7800

-

-

7650

-

-

-

-

Коэффициент теплопроводности

41

40

38

36

34

33

31

30

27

-

Уд. Электросопротив-ление (p, НОм · м)

278

324

405

555

717

880

1100

1330

-

-

Температура испытания, °С

20- 100

20- 200

20- 300

20- 400

20- 500

20- 600

20- 700

20- 800

20- 900

20- 1000

Коэффициент линейного расширения

11.8

12.2

13.2

13.7

14.1

14.6

14.8

12.0

-

-

Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С))

466

508

529

563

592

622

634

664

-

-

Тип производства

Годовая программа выпуска, шт

Легкие

Средние

Тяжелые

Единичное

11-100

6-10

1-5

Вид заготовки

Масса заготовки

КИМ

Себестоимость изготовления, руб

Экономический эффект (по отношению к прокату), руб

Прокат

16,34

0,29

2,86

Штамповка на ГКМ

7,54

0,62

2,5

5760

Точение

Технологический переход

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск

Расчетный мини-

Допуск на изготовление

Принятые размеры по переходам, мм

Полученные предельные припуски, мм

Rz

h

ΔΣ

e

dmax

dmin

2Zmax

2Zmin

Исходная заготовка

150

250

1203

73,52

4000

77,52

73,52

30

30

72,2

600

2·1744

70,04

300

70,34

70,04

7,18

3,48

Шлифование

2·132

69,78

120

69,90

69,78

0,44

0,26

7,62

3,74

Суммарное значение пространственных отклонений, возникающих при штамповке, будут равны:

где: - величина коробления заготовки

Δк =0,6 мкм/мм – удельная кривизна заготовок (коробление),

Погрешность заготовки по смещению .

Суммарные отклонения расположения (пространственные отклонения) после обработки являются следствием копирования исходных отклонений, они определяются для каждого перехода.

Определение промежуточных значений припусков на механическую обработку:

.

– коэффициент уточнения формы.

На основании записанных в таблице данных проводим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, по формуле:

.

Минимальный припуск :

под точение ;

под шлифование .

Определяем расчетные минимальные размеры шейки золотника после каждого перехода, начиная с конечного (чертежного) размера, который получают:

при шлифовании

при точении

для заготовки

Значение допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности обработки.

Шлифование IT 10 ( )

Точение IT 12 ( )

Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к наименьшим предельным размерам:

.

Предельные размеры припусков определяются как разность соответствующих наибольших или наименьших размеров:

Общий припуск определяем, суммируя промежуточные припуски:

Проверка правильности выполненных расчётов:



7. Выбор и обоснование варианта маршрутного, технологического процесса

Технологический маршрут обработки заготовки служит для установления последовательности выполнения технологических операций с соблюдением принципа единства и постоянства технологических баз.

Для крупносерийного производства технологический процесс должен быть дифференцирован по операциям.

Все операции выполняются методом получения заданной точности на настроенных станках с применением специальных приспособлений, сокращающих время на установку и снятие заготовок, а также специального и стандартного режущего инструмента.

Технологический маршрут обработки втулки состоит из следующих основных операций:

005 Токарно-револьверная;

010 Токарно-револьверная;

015 Радиально-сверлильная;

020 Фрезерная;

025 Фрезерная;

030 Фрезерная;

035 Слесарная;

040 Вертикально-сверлильная;

045 Круглошлифовальная.

Обоснование варианта маршрутного технологического процесса

Различие двух вариантов обработки детали заключается в 045 операции. В первом случае окончательная обработка наружной цилиндрической поверхности Ø70d10 выполняется шлифованием с осевым движением подачи на круглошлифовальном станке 3Б12. Во втором случае обработка ведется точением на токарно-винторезном станке 1А616.

Произведем сравнение двух вариантов рассчитав штучно-калькуляционное время на рассматриваемую операцию.

В первом случае (см. п. 11):

.

мин.

Во втором случае:

Инструмент: Токарный проходной упорный отогнутый резец Т14К8 ГОСТ 18879-73.

Глубина резания t=0,34 мм.

Подача на оборот: S=0,2 мм/об.

Корректируем подачу по паспортным данным станка Sд =0,18 мм/об.

Скорость резания:

м/мин.

n = об/мин.

Принимаем по паспорту станка n = 360 об/мин.

Vф = м/мин.

мин.

Вспомогательное время на операцию:

.

Оперативное время на операцию:

.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:

.

Штучное время на операцию:

=1,5+0,58+0,2=2,28 мин.


Подготовительно-заключительное время на партию:

.

Штучно-калькуляционное время:

мин.

С учетом годовой программы экономия составит:

Вывод: выбираем первый вариант обработки наружной цилиндрической поверхности Ø70d10 . Обработка данным методом (шлифованием) будет экономичнее, поскольку время на обработку сократится ( ), по сравнению с точением в один проход.

8. Выбор металлорежущего оборудования и его технические характеристики

Выбор металлорежущего станка для операции определяется методом обработки, габаритными размерами заготовок с учетом их конфигурации, мощностью, необходимой на резание, техническими требованиями, определяющими точность и шероховатость обработанных поверхностей; производительностью и себестоимостью в соответствии с типом производства. При выборе конкретной модели станка необходимо обязательно учитывать его технические характеристики, основные из которых размерные, скоростные и силовые.

Режущий инструмент необходимо выбирать в зависимости от методов обработки, свойств обрабатываемого материала, предусматриваемой точности обработки и качества поверхности. Следует отдавать предпочтение быстродействующим, автоматизированным многоместным приспособлениям, допускающим совмещение переходов, перекрытие основного и вспомогательного времени.

Основные характеристики металлорежущих станков:

Токарно-револьверный станок 1П365:

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 80

Наибольший диаметр заготовки над станиной, мм 500

Наибольший диаметр заготовки над суппортом, мм 320

Наименьшее и наибольшее расстояние от торца

шпинделя до грани револьверной головки, мм 275–1000

Пределы чисел оборотов в минуту 34–1500

Количество ступеней чисел оборотов 12

Наибольший продольный ход револьверной

головки и поперечного суппорта, мм 725

Число продольных и поперечных подач 11

Пределы продольных подач револьверной головки и

поперечного суппорта, мм/об 0,045 – 1,35

Пределы поперечных подач поперечного суппорта, мм/об 0,09 – 2,7

Мощность главного электродвигателя, кВт 14

Габариты станка, мм 3320×1565×1755

Вес станка, кг 3400

Категория ремонтной сложности 32

Радиально-сверлильный станок 2Е52:

Наибольший диаметр сверления по стали, мм 25

Наибольшее усилие подачи, кг 400

Расстояние от оси шпинделя до колонны, мм 313-813

Расстояние от торца шпинделя до плиты, мм 900

Конус Морзе шпинделя №3

Наибольшее вертикальное перемещение шпинделя, мм 130

Число ступеней скоростей 8

Пределы чисел оборотов в минуту 56-1400

Число ступеней подачи 3

Пределы подач шпинделя, мм/об 0,1; 0,15; 0,2

Мощность электродвигателя, кВт 2,2

Габариты станка, мм 1770×815

Категория ремонтной сложности 9

Вертикально-фрезерный станок 6М13П:

Расстояние от оси или торца шпинделя до стола, мм 30-520

Расстояние от вертикальных направляющих до

середины стола, мм 260-580

Расстояние от оси шпинделя до станины (вылет шпинделя), мм 450

Размеры рабочей поверхности стола, мм 800×200

Наибольшее перемещение, мм

продольное 900

поперечное 300

вертикальное 300

Число ступеней подач 18

Подача стола, мм/мин:

продольная 25-1250

поперечная 25-1250

вертикальная 8,3-416,6

Диаметр отверстия шпинделя, мм 29

Конус Морзе шпинделя №3

Размер оправок для инструмента, мм 32; 50

Количество скоростей шпинделя 18

Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 31,5-1600

Мощность электродвигателя, кВт

главного движения 10

подачи стола 3

Габариты станка, мм 1720×1750

Категория ремонтной сложности 23

Вертикально-сверлильный станок 2Н118:

Наибольший диаметр сверления, мм 18

Конус Морзе шпинделя №2

Наибольшее осевое перемещение шпинделя, мм 150

Вылет шпинделя, мм 200

Расстояние от конца шпинделя до стола, мм

наибольшее 650

наименьшее 0

Перемещение шпинделя на 1 оборот маховичка рукоятки, мм 110

Цена деления лимба, мм 1

Перемещение шпиндельной головки на один оборот маховичка, мм 4,4

Наибольшее перемещение шпиндельной головки, мм 300

Наибольшее вертикальное перемещение стола, мм 350

Перемещение стола на 1 оборот рукоятки, мм 2,4

Ширина рабочей поверхности стола, мм 320

Длина рабочей поверхности стола, мм 320

Число скоростей шпинделя 9

Величины чисел оборотов шпинделя 180, 250, 355, 500, 710, 1000, 1420, 2000, 2800

Число подач 6

Величины подач, об/мин 0,1; 0,14; 0,20;

0,28; 0,40; 0,56

Наибольшее усилие подачи на шпинделе, кг 560

Наибольший крутящий момент на шпинделе, кг.см 880

Мощность, кВт 1,5

Габариты станка, мм 910×550

Категория ремонтной сложности 11

Кругло-шлифовальный станок 3Б12:

Наибольший диаметр заготовки над станиной, мм 200

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм 500

Конус Морзе передней бабки №3

Диаметр шлифовального круга, мм 300

Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки в минуту 2500

Скорость перемещения стола, мм/мин 0,1-6

Угол поворота стола, град ±6

Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм 215

Поперечная подача шлифовальной бабки на один ход стола, мм

0,002-0,038

Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту 78-780

Мощность электродвигателя станка, кВт 3

Габариты станка, мм 2600×1750

Категория ремонтной сложности 30

9. Аналитический анализ режимов резания

Назначение режимов резания ведем по [ 11 ]

Операция 005 Токарно-револьверная

Обработка детали ведется на токарно-револьверном станке 1П365.

Заготовка устанавливается в 3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-80, и базируется по наружной цилиндрической и торцовой поверхностям.

Операция осуществляется за 8 переходов.

СОТС: 5%-ная эмульсия из эмульсола НГЛ-205 ТУ 38-1-242-69.

Переход 1 : Подрезать торец 5 (142,6­-1 ).

Инструмент: Токарный подрезной прямой резец Т15К6 ГОСТ 18893-73.

Измерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ-׀-150-0,1 ГОСТ 166-89.

Глубина резания t=2,6 мм.

Подача на оборот: S=0,6 мм/об.

Корректируем подачу по паспортным данным станка Sд =0,5 мм/об.

Скорость резания:

м/мин.

n = об/мин.

Принимаем по паспорту станка n = 380 об/мин.

Vф = м/мин.

Сила резания:

.

Мощность резания:

кВт.

Мощность станка кВт, следовательно, условие выполняется.

Переход 2 : Точить поверхность 2 (Ø128-0,4 ).

Инструмент: Токарный проходной прямой резец Т15К6 ГОСТ 18878-73.

Измерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ-׀-150-0,1 ГОСТ 166-89.

Глубина резания t=2,6 мм.

Подача на оборот: S=0,33 мм/об.

Корректируем подачу по паспортным данным станка Sд =0,36 мм/об.

Скорость резания:

м/мин.

n = об/мин.

Принимаем по паспорту станка n = 380 об/мин.

Vф = м/мин.

Сила резания:

.

Мощность резания:

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  105  106  107   ..